DE3401839C1

DE3401839C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verkleben von Substraten

Info

Publication number: DE3401839C1
Application number: DE3401839A
Authority: DE
Inventors: Harald 7000 Stuttgart Greiner
Original assignee: Peguform Werke GmbH
Current assignee: SMP Deutschland GmbH
Priority date: 1984-01-20
Filing date: 1984-01-20
Publication date: 1985-08-29
Also published as: ES8605016A1; ES539684A0; IT1184108B; IT8519133A0; FR2558479A1; FR2558479B1; IT8519133A1

Description

Beim Verkleben von Substraten, beispielsweise beim Kaschieren von flächigen Kunststoff-Formteilen, wie Verkleidungen und Armaturentafeln von Kraftfahrzeugen, mit einem Fasermaterial, beispielsweise Velour, werden in bekannter Weise Lösungsmittelkleber verwendet. Hierzu gehört z. B. ein Zweikomponenten-Polyurethankleber mit einem Lösungsmittel in Form beispielsweise von Ketonen oder Estern, wobei der Lösungsmittelanteil bis zu 90% beträgt. Mit solchen bekannten Klebern lassen sich gute Festigkeiten erreichen. Nachteilig ist aber, daß die Lösungsmittel verdampft werden müssen und zu starken Belästigungen führen und aufwendige Absaugvorrichtungen erforderlich machen. Zum gleichen Zweck ist auch eine Kontaktverklebung bekannt, bei der die zu verklebenden Substrate auf beiden Seiten eingestrichen und erst nach Abtrocknen des Klebers zusammengefügt werden. Das ist sehr zeitaufwendig, so daß ein solches Verfahren beispielsweise zum Kaschieren von Armaturentafeln in großen Stückzahlen nicht brauchbar ist, weil hier kurze Taktzeiten notwendige Bedingung sind.

Bekannt ist schließlich auch die Verwendung von wäßrigen Dispersionsklebern zum vorerläuterten Zweck. Hier ist aber die während einer vorgegebenen Maximalzeit im Bereich von einigen Minuten erzielbare Anfangshaftung nicht ausreichend. Wenn man also beispielsweise in einer Klebepresse die Armaturentafel eines Kraftfahrzeuges mit einem Velourstoff kaschiert, so wird der Velourstoff durch die Presse verformt und an die Konturen der Armaturentafel angepreßt. Es läßt sich wegen der mangelnden Anfangshaftung aber nicht vermeiden, daß nach dem öffnen der Presse die verformten Teile wieder in die alte Form zurückdrängen, wobei sich die Verklebung löst. Da an sich die Verwendung wäßriger Dispersionskleber sehr vorteilhaft ist, weil keine schädlichen Lösungsmittel abdampfen, hat man auch schon versucht, durch Heizen der Presse eine höhere Anfangshaftung bei kurzen Taktzeiten zu erreichen. Das führt jedoch wegen der meist sehr kleinen Wärmeleitfähigkeit der zu verklebenden Teile nicht zum Ziel.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verkleben von Substraten unter Verwendung eines wäßrigen Dispersionsklebers und unter Zusammenpressen der Substrate verfügbar zu machen, das kurze Taktzeiten bei guten Klebeeigenschaften und insbesondere guter Anfangshaftung ermöglicht.

Die Lösung der Aufgabe sieht vor, daß durch wenigstens eines der zu verklebenden Substrate ein trockenes Gas, insbesondere Luft, gepreßt wird.

Das Durchpressen des Gases, das in Weiterbildung der Erfindung vorzugsweise erhitzt wird, bewirkt, daß das Wasser des Dispersionsklebers beschleunigt verdampft und aus der Klebefläche ausgetrieben wird. Dadurch entsteht schon nach kurzer Zeit eine sehr gute Haftung.

Voraussetzung für die Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung ist, daß wenigstens eines der Substrate in ausreichendem Maße gas- bzw. luftdurchlässig ist oder gemacht wird. Bei einem Fasermaterial aus künstlichen oder natürlichen Fasern, beispielsweise einem Vlies oder einem Velour oder auch einem gewebten Material liegt im allgemeinen von Hause aus eine ausreichende Gasdurchlässigkeit vor. Das gilt auch für viele Papier- und

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Pappearten sowie auch für einen Schaumstoff, dessen Poren wenigstens teilweise geöffnet sind. Andere Substrate müssen vor dem Verkleben ausreichend luftdurchlässig gemacht werden, beispielsweise können Folien mit ausreichend kleinem Raster gelocht oder auf andere Weise mit öffnungen versehen werden.

Als Klebstoffe eignen sich in Abstimmung auf die zu verklebenden Materialien alle bekannten wäßrigen Dispersionskleber, beispielsweise wäßrige Dispersionen von Polyurethan, Acrylaten, Polyvinylacetat sowie auch von Mischpolymerisaten mit den obigen Bestandteilen. Zusätzlich können in bekannter Weise Additive in Form von Netz- und Entschäumungsmitteln sowie auch geringe Lösungsmittelanteile unterhalb der jeweiligen Kennzeichnungspflichtgrenze benutzt werden, die beispielsweise für Toluol bei 5% liegt.

Der Klebstoff wird vorzugsweise auf wenigstens eines der zu verklebenden Substrate durch Spritzen, Streichen oder auch Tauchen in der üblichen Schichtdicke aufgebracht, wobei übliche Einschränkungen zu berücksichtigen sind, beispielsweise darf der Klebstoff nicht durchschlagen. Zum Aufbringen des Klebstoffes kann auch wenigstens eines der Substrate zwischen zwei Walzen durchgeführt werden, von denen eine in einen Klebstoffvorrat eintaucht.

Die Temperatur des durchgepreßten Gases soll im Interesse kurzer Taktzeiten möglichst hoch sein, wobei als Grenze die zulässigen Temperaturen für den Klebstoff und die zu verklebenden Substrate beachtet werden muß. Das durchgepreßte Gasvolumen soll aus dem gleichen Grund möglichst groß sein. Es ist jedoch darauf zu achten, daß bei einem zu hohen Durchsatz keine schädlichen Nebeneffekte auftreten, beispielsweise Blasen an der Klebfuge, aus der das durchgepreßte Gas austritt.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung sieht eine Presse mit einem Ober- und einem Unterteil vor, zwischen die die zu verklebenden Substrate eingelegt werden, wobei das Ober- und/oder das Unterteil mit auf der Preßfläche mündenden Luftkanälen versehen ist. Durch die Luftkanäle wird nach dem Zusammenpressen der wenigstens einseitig mit einem wäßrigen Dispersionskleber versehenen Substrate das vorzugsweise erhitzte Gas gepreßt. Zusätzlich kann das Ober- und/oder Unterteil der Presse beheizt sein. In den Luftkanälen oder in Sammelkanälen für die Luftkanäle können Heizpatronen zur Erhitzung des durchströmenden Gases vorgesehen sein. Die Mündungen der Luftkanäle auf der Preßfläche werden zweckmäßig in regelmäßigen Abständen angeordnet. Die Verteilung und die Abstände richten sich nach dem jeweiligen Material, durch das die Luft bzw. das Gas gepreßt werden sollen. Auch hier ist Richtschnur, daß ein möglichst großes Durchpreßvolumen ohne schädliche Nebenwirkungen erreicht werden soll.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung bei einem speziellen Anwendungsfall sieht vor, daß das eine Substrat ein flächiges Kunststoff-Formteil, insbesondere eine Verkleidung oder eine Armaturentafel eines Kraftfahrzeugs, und das andere Substrat ein angepaßt ausgestanztes Velours- oder Nadelvliesstück zum Kaschieren des Kunststoff-Formteils ist.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 schematisch die Vorderansicht der Klebepresse; F i g. 2 die Seitenansicht der Presse nach F i g. 1;

F i g. 3 eine Unteransicht des Formoberteils.

Die Klebepresse gemäß F i g. 1 und 2 weist auf einer Basisplatte 1 zwei Säulen 2 auf, auf denen mit Hilfe von Gleitmuffen 4 eine Tragplatte 3 höhenverschiebbar gelagert ist. Auf der Basisplatte 1 sind Gleitstangen 30 befestigt, die über Gleitstücke 31, eine Zwischenplatte 32 und ein Zwischenstück 5 das Formteil 6 tragen. Entsprechend ist an der Tragplatte 3 über Zwischenstücke 7 das Formoberteil 8 befestigt. Das Auffahren der Presse unter Aufwärtsbewegung der Tragplatte 3 mit den Zwischenstücken 7 und dem Formoberteil 8 erfolgt über einen nicht im einzelnen dargestellten Hubzylinder 9 mit Verbindungsstange 10. Gleichzeitig kann zur Hubbegrenzung das Formunterteil 6 mittels der Gleitstücke 31 auf den Gleitstangen 30 seitlich verschoben werden. Die zu verklebenden Substrate in Form einer Kraftfahrzeug-Verkleidung 11 und einem aufzukaschierenden Velour-Stanzstück 12 sind in F i g. 1 nur schematisch dargestellt und in F i g. 2 weggelassen.

Die Verkleidung 11 ist ein flächiges, verhältnismäßig kompliziert geformtes Kunststoff-Spritzteil aus beispielsweise ABS, das gegebenenfalls auch Durchbrüche aufweist. Die Verkleidung 11 wird von Hand oder auch automatisch auf das angepaßt ausgebildete Formunterteil 6 paßgenau aufgelegt. Anschließend legt man das entsprechend ausgestanzte Velourstanzstück 12, das vorher auf seiner Unterseite mit einer Schicht aus einem Dispersionskleber versehen worden ist, auf die Verkleidung 11 genau ausgerichtet auf. Dann senkt man das Formoberteil 8 durch Betätigung des Hubzylinders 9 ab, und das Stanzstück 12 wird durch die angepaßt geformte untere Fläche des Oberteils 8 mit vorgegebenem Druck angepreßt.

Die Beschleunigung des Klebevorgangs und insbesondere die Verbesserung der Anfangshaftung schon nach verhältnismäßig kurzer Zeit wird erreicht, indem Preßluft über einen oder mehrere Anschlüsse 14 und einen oder mehrere Sammelkanäle 15 und eine Vielzahl von Luftkanälen 16 zugeführt wird. Wie insbesondere F i g. 3 zeigt, münden die Luftkanäle 16 in öffnungen 17 auf der Unterseite des Formoberteils 8. Zur Heizung des Formoberteils 8 und in entsprechender Weise des Unterteils 6 sind nicht im einzelnen dargestellte Heizpatronen 18 mit Anschlußstutzen 33 vorgesehen. Die durch die Kanäle 15,16 strömende Luft heizt sich auf, kann aber gegebenenfalls durch weitere, nicht dargestellte Heizpatronen zusätzlich erhitzt werden.

Die Temperaturen der Formteile, die Lufttemperatur, der Luftdruck und damit die Luftmenge sowie die Standzeit hängen von den jeweils zu verklebenden Substraten ab. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem eine Verkleidung kaschiert wird, hatte das Formoberteil 8 der Presse eine Temperatur von etwa 100° C, die Luft wurde auf etwa 130° C aufgeheizt, und der Luftdruck lag zwischen etwa 0,6 und 0,8 bar. Die Standzeit, also die Zeit, während der die Presse geschlossen war und Luft durchgeführt wurde, betrug etwa 3 min.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

34 Ol 839 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verkleben von Substraten unter Verwendung eines wäßrigen Dispersionsklebers und unter Zusammenpressen der Substrate, dadurch gekennzeichnet, daß durch wenigstens eines der Substrate (12) ein trockenes Gas gepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas erhitzt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff durch Spritzen, Streichen oder Tauchen auf wenigstens eines der Substrate (11,12) aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Substrate (12) ο zwischen zwei Walzen durchgeführt wird, von denen eine in einen Klebstoff vorrat eintaucht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (12), durch welches das Gas gepreßt wird, aus einem Fasermaterial, einem offenporigen Schaumstoff oder einer gelochten Folie besteht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial (12) ein Vlies oder ein Velour aus künstlichen oder natürlichen Fasern ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial Papier oder Pappe ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Substrat ein flächiges Kunststoff-Formteil (11), und das andere Substrat ein angepaßt ausgestanztes Velour- oder Nadelvliesstück (12) zum Kaschieren des Kunststoff-Formteils (11) ist.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Presse mit einem Ober- und einem Unterteil (8, 6) vorgesehen ist, zwischen die die zu verklebenden Substrate (11, 12) eingelegt werden, und daß das Ober- und/oder das Unterteil mit auf der Preßfläche mündenden Luftkanälen (16) versehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ober- und/oder Unterteil (8, 6) der Presse beheizbar (18) ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß in den Luftkanälen (16) oder in Sammelkanälen (15) für die Luftkanäle Heizpatronen (18) zur Erhitzung des durchströmenden Gases angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9—11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungen (17) der Luftkanäle (16) auf der Preßfläche in regelmäßigen Abständen angeordnet sind.